C进阶-数据的存储

文章目录

• 1. 数据类型介绍
• • 类型的基本归类
• 2. 整型在内存中的存储:原码,反码,补码
• • • 2.1. 原码,反码,补码
  • 2.2. 大小端介绍
  • • 大端字节序存储
    • 小端字节序存储
    • 例:设计程序判断是大端还是小端?
  • 2.3. 练习
  • • 练习1
    • 练习2
    • 练习3
    • 练习4
• 3. 浮点型在内存中的存储

1. 数据类型介绍

数据类型	数据类型	字节
char	字符数据类型	1
short	短整型	2
int	整型	4
long	长整型	4/8
long long	更长的整型	8
float	单精度浮点数	4
double	双精度浮点数	8

• 类型的意义:
  1.使用这个类型开辟空间的大小.(大小决定了适用范围).
  2.如何看待内存空间的视角.

类型的基本归类

整型家族:
	//字符的本质是ASCII码值,是整型,所以划分到整型家族.
	//char到底是signed char 还是unsigned char 标准是未定义的,取决于编译器的实现.
	char
		unsigned char
		signed char
	short
		unsigned short [int]
		signed short [int]
	int
		//int a; <---> signed int a;
		unsigned int
		signed int
	long
		unsigned long [int]
		signed long [int]
	long long1
		unsigned long long [int]
		signed long long [int]

浮点型家族:只要表示小数就可以使用浮点型
float 的精度低,存储的数值范围比较小,
double 的精度高,存储的数组范围比较大

构造类型: 自定义类型-可以自己创建出新的类型
	数组类型
	结构体类型 struct
	枚举类型 enum
	联合类型 union

指针类型:
	int *pi;
	char* pc;
	float* pf;
	void* pv;

空类型: 
	void
	                         
	void test(void);
	//第一个void 表示函数不会返回值
	//第二个void 表示函数不需要传任何参数

2. 整型在内存中的存储:原码,反码,补码

• 数值的表示
  • 2进制 0b10101
  • 8进制 025
  • 10进制 21
  • 16进制 0x15

2.1. 原码,反码,补码

• 整数的2进制也有3种表示形式:

  • 符号位+数值位,符号位为0表示"正", 为1表示"负".
  • 1.正的整数,原码,反码,补码相同
  • 2.负的整数,原码,反码,补码需要计算.
  • 原码: 直接通过正负的形式写出二进制序列就是原码
  • 反码: 原码的符号位不变,其他位按位取反
  • 补码: 反码+1

• 整数内存中存补码的2进制

  • 为什么?
  • 使用补码,可以将符号位和数值域统一处理
  • 同时,加法和减法也可以统一处理(CPU只有加法器).
  • 补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路.

  int a = 20;
  //20
  //00000000 00000000 00000000 00010100
  //0x 00 00 00 14
  //原码,反码,补码相同
  
  //int b = -10;
  //-10
  //10000000 00000000 00000000 00001010 -- 原码
  //11111111 11111111 11111111 11110101 -- 反码
  //11111111 11111111 11111111 11110110 -- 补码
  //0x ff ff ff f6
  

在内存窗口查看20,-10的地址中存储的数据

2.2. 大小端介绍

大端字节序存储

• 把一个数据的高位字节序的内容存放在低地址处,
  把低字节序的内容存放在高地址处,就是大端字节序存储.

小端字节序存储

• 把一个数据的高位字节序的内容存放在高地址处,
  把低字节序的内容存放在低地址处,就是小端字节序存储.

例:设计程序判断是大端还是小端?

```
	//*(char*)&a --> int*
	//check_sys();
	int check_sys()
	{
		int a = 1;
		return *(char*)&a;
	}

	int main()
	{
		int ret = check_sys();
		if (ret)
		{
		printf("小端\n");
		}
		else
		{
			printf("大端\n");
		}
		return 0;
	}

```

2.3. 练习

练习1

	char a = -1;	
	signed char b = -1;		
	//-1是整数
	//10000000 00000000 00000000 00000001 -- 原码
	//11111111 11111111 11111111 11111110 -- 反码
	//11111111 11111111 11111111 11111111 -- 补码
	//存到char,截断,取低地址的后8位
	//11111111
	//%d --打印有符号的整型
	//整型提升,char有符号,补符号位1
	//11111111 11111111 11111111 11111111 -- 补码
	//10000000 00000000 00000000 00000000 -- 反码
	//10000000 00000000 00000000 00000001 -- 原码
	//-1
	
	unsigned char c = -1;		
	//整数-1,截断后存unsigned char
	//11111111
	//%d打印整型
	//整型提升,数据类型为无符号整型,补0
	//00000000 00000000 00000000 11111111 -- 整数
	//255
	
	printf("%d %d %d\n",a,b,c);//-1 -1 255
	```
	
	
	
	```
	signed char :	-128~127
	补码:0~2^7,-1~-2^7
	原码:0~127,-128~-1	
	unsigned char:	0~255

	unsigned short: 	-32768~0~32767
	signed short:	0~65535
	

练习2

	char a = -128;
	printf("%u\n", a); 		//4,294,967,168
	//-128整数
	//10000000 00000000 00000000 10000000
	//11111111 11111111 11111111 01111111
	//11111111 11111111 11111111 10000000
	//放char
	//截断
	//10000000
	//整型提升
	//11111111 11111111 11111111 10000000
	//%u 打印无符号整数
	//4,294,967,168
	

练习3

	char a = 128;
	printf("%u\n", a);
	
	//128整数
	//00000000 00000000 00000000 10000000
	//截断
	//10000000
	//整型提升--看a的类型
	//11111111 11111111 11111111 10000000 
	//%u 打印无符号整数
	//4,294,967,168

练习4

		int i = -20;
		unsigned int j = 10;
		printf("%d\n",i+j);//-10
		//-20
		//10000000 00000000 00000000 00010100
		//11111111 11111111 11111111 11101011
		//11111111 11111111 11111111 11101100
		
		//10
		//00000000 00000000 00000000 00001010
		//
		
		//-20+10
		//11111111 11111111 11111111 11101100   -- -20
		//00000000 00000000 00000000 00001010	-- 10
		//11111111 11111111 11111111 11110110	-- 补码
		//10000000 00000000 00000000 00001001
		//10000000 00000000 00000000 00001010   -- -10
	

3. 浮点型在内存中的存储

• 浮点数家族:flloat, double, long double类型.
• 浮点数存储规则:
  • 国际标准IEEE754:,任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式：

(-1)^S * M * 2^E

(-1)^S表示符号位，当S=0，V为正数；当S=1，V为负数。

M表示有效数字，大于等于1，小于2。

2^E表示指数位。